量子物理正在坍缩

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Zlatko Minev是微软托马斯沃森研究中心的研究员，也是这项耶鲁大学研究的第一作者。他表示这项新的理论研究“在以量子比特作为参数的实验条件下，描绘阐述了一个简单清晰的量子跃迁模式”。他认为，这项研究与先前的耶鲁实验互相参照，显示“相比于我们之前的认识，量子跃迁轨迹的离散性、随机性和可预测性还有待更广阔而充分的研究。”

具体而言，耶鲁大学进行的研究首次揭示了量子跃迁的微妙行为——系统从基态到激发态的跃迁能被预测，表明量子世界中部分是可以预测的。这在此前曾被认为是不可能的。当Minev首次与组内的其他研究者讨论预测量子跃迁的可行性时，受到了一位同事激烈的回击：“跃迁轨迹如果能预测，量子物理界就要坍缩了！”

“我们的实验最终成功了，并且推断出量子跃迁整体路径是随机和离散的。然而，在更精密的时间尺度上，每一步跃迁都是连续而逐步开展的。这二者尽管看似矛盾，却是量子跃迁中同时存在。” Minev解释道。

而这一跃迁过程能应用到整个物质世界吗，如预测实验室外的原子？Kumar还不确定，而很大部分原因在于研究条件上的过多限制。Kumar说：“推广这项研究当然很令人兴奋”。如果未来不同的观测设备都得到了类似结果，那么这种量子行为将能解释量子世界的更多基本性质：在量子世界中，事件在某种意义上同时具有随机性和可预测性、离散性和连续性。

与此同时，这项研究的成果或许很快就能得到进一步验证。据魏茨曼研究所表示这些效应能通过目前最先进的超导量子系统观测，而魏茨曼研究所的量子比特实验室正积极推进相关实验。“我很惊讶，像量子比特这样简单的系统竟然能给予我们如此之多的惊喜。”Rosenblum补充道。

量子跃迁是自然界中最基本、最原始的物理问题，但一直很难被真正观测到。直到最新的科技进展扭转了这一局势。华盛顿大学的助理教授Kater Murch（未参加其中上述的研究）表示：“耶鲁大学的实验启发了这项理论研究，为解决这个数十年的物理难题打开了全新的局面。在我心目中，实验与理论的相辅相成，最终转变我们这些理论物理学家对世界的认知，为日后的新发现奠定了基础。”

然而这个量子物理学的难题，并不会立刻消散。正如Snizhko所说：“我并不认为量子跃迁会在短期内得到完美解释，毕竟它是量子理论中的一个基本问题。然而，在不懈的研究和尝试中，我们或可以做出一些具有实际意义的发现。”

------参考资料链接-------

https://www.scientificamerican.com/article/new-views-of-quantum-jumps-challenge-core-tenets-of-physics/